Akıllı Saat Sensör Teknolojileri: EKG, SpO2, HRV, PPG, GPS Hassasiyeti ve Uyku Evresi Analizlerinin Bilimsel Temeli

🏷️Teknoloji
⏱️26 dk okuma
📅2025-01-01

Akıllı Saat Sensör Teknolojileri: EKG, SpO2, HRV, PPG, GPS ve Uyku Analizi

Akıllı saatler artık sadece bildirim göstermekle kalmıyor; sağlık ölçümü, spor takibi, stres analizi, uyku kalitesi ve nabız doğruluğu gibi hayati verileri de sunuyor.
Bu verilerin güvenilirliği ise saatlerde kullanılan sensör teknolojilerine bağlıdır.

Bu rehberde bilimsel ve mühendislik temelli olarak şunları inceliyoruz:

  • EKG sensörü nasıl çalışır?
  • SpO2 oksijen doygunluğu nasıl ölçülür?
  • HRV (kalp atım değişkenliği) gerçekte neyi ifade eder?
  • PPG optik sensörün sınırları nelerdir?
  • GPS hassasiyeti nasıl artırılır?
  • Uyku evreleri gerçekte nasıl hesaplanır?

✔ PPG Sensörü (Photoplethysmography) – Tüm Ölçümlerin Temeli

PPG sensörü tipik olarak:

  • Yeşil ışık
  • Kızılötesi ışık
  • LED + fotodiyot

kombinasyonuyla çalışır.

Çalışma prensibi:

  1. LED ışığı cilt altına gönderir
  2. Kanın ışığı emme miktarı değişir
  3. Fotodiyot bu değişimi algılar
  4. Nabız, HRV ve ritim hesaplanır

Avantaj:

  • Nabız ölçümünde yüksek doğruluk
  • Düşük güç tüketimi

Dezavantaj:

  • Tüylü ciltte hatalar
  • Soğuk havada sinyal kaybı
  • Koyu ten renginde daha fazla ışık gereksinimi

✔ EKG Sensörü – Tıbbî Kapasitede Ölçüm

EKG (Elektrokardiyogram), kalbin elektriksel aktivitesini ölçer.

Akıllı saatlerde EKG nasıl çalışır?

  • Saatin arka kısmındaki elektrot
  • Taç veya yan tuştaki ikinci elektrot
  • Vücut üzerinden tek kanallı ölçüm

Bu ölçüm sonucu:

  • Atriyal fibrilasyon tespiti
  • Ritm düzensizliği analizi
  • Ortalama kalp atım aralığı

elde edilir.

Not: Tıbbi EKG 12 kanallıdır → saatlerdeki ölçüm bir tarama niteliğindedir.

✔ SpO2 – Oksijen Doygunluğu Ölçümü

Kanda oksijen oranını ölçmek için kırmızı ve kızılötesi ışık kullanılır.

Hesaplama prensibi:

  • Oksijenli hemoglobin → farklı ışık emme değeri
  • Oksijensiz hemoglobin → başka spektrum değeri

Saat bu farkı hesaplayarak SpO2 yüzdesini çıkarır.

Normal değer: %95–100

Düşük SpO2:

  • Uyku apnesi
  • Solunum problemleri
  • Yüksek irtifa etkisi

gibi durumları gösterebilir.

✔ HRV – Kalp Atım Değişkenliği (Stres Göstergesi)

HRV, kalp atımları arasındaki mikrosaniyelik zaman değişikliğini ölçer.

Yüksek HRV = iyi toparlanma, düşük stres
Düşük HRV = yorgunluk, stres, fazla kafein, hastalık başlangıcı

Akıllı saatler HRV’yi genelde PPG sensörü üzerinden hesaplar.

✔ Vücut Sıcaklık Sensörü

Yeni nesil saatlerde deriye yakın ısı ölçümü yapılır.

Amaç:

  • Uyku sırasında vücut sıcaklığı değişimi
  • Ovulasyon tahmini
  • Hastalık belirtisi izleme

Sensör tamamen tıbbi değildir, ancak trend analizi için oldukça kullanışlıdır.

✔ Harekete Dayalı Sensörler: İvmeölçer, Jiroskop, Barometre

İvmeölçer:

Adım sayımı, koşu analizi

Jiroskop:

Bilek hareket yönü, yüzme takibi

Barometre:

İrtifa takibi (outdoor sporlar için kritik)

✔ GPS Hassasiyeti Nasıl Artırılır?

Saatlerde GPS çipi + anten tasarımı belirleyici faktördür.

GPS özellikleri:

  • GLONASS
  • Galileo
  • BeiDou
  • Dual-Band (L1 + L5)

Dual-band GPS, binalar arasında bile metre altı hassasiyet sağlar.

✔ Uyku Takibi: REM, Derin Uyku, Hafif Uyku Nasıl Hesaplanır?

Akıllı saatler uyku evrelerini şu verilerden oluşturur:

  • Nabız değişimi
  • HRV
  • Hareket miktarı
  • Vücut sıcaklığı
  • Solunum hızı

Derin uyku → düşük nabız + minimal hareket
REM → düzensiz nabız + göz hareketi simülasyonu
Hafif uyku → normal nabız, hafif hareket

Saatler tıbbi cihazlar kadar kesin değildir, ancak trend analizi için yeterince başarılıdır.

✔ Spor Modlarında Sensör Birleşimi

Örneğin koşu modunda saat:

  • GPS → konum + hız
  • Jiroskop → bilek hareket analizi
  • HRV → yorulma seviyesi
  • PPG → nabız ve VO₂ Max
  • Barometre → irtifa değişimi

ile birleşik veri üretir.

✔ Yapay Zekâ Destekli Sensör Birleşimi (Sensor Fusion)

Modern saatler sensörlerden gelen tüm veriyi AI algoritmaları ile birleştirerek daha doğru sonuç üretir:

  • Koşu formu analizi
  • Uyku kalitesi tahmini
  • Stres tespiti
  • Nefes düzeni bozukluğu
  • Antrenman yükü hesaplama

✔ Akıllı Saat Sensörlerinin Sınırları

Gerçekleri söylemek gerekirse:

  • Tıbbi cihaz değildir
  • Ölçümler trend analizi içindir
  • EKG sadece tek kanaldır
  • SpO2 evrensel olarak kesin değildir

Ancak doğru kullanımda çok yüksek doğruluk sağlar.

✔ Sonuç

Akıllı saatlerde kullanılan sensör teknolojileri artık tıbbi cihazlara yaklaşan seviyede veri üretiyor.
PPG, HRV, EKG, SpO2, GPS ve uyku algoritmaları birleştiğinde:

  • Sağlık takibi
  • Spor performansı
  • Stres yönetimi
  • Uyku optimizasyonu

için güvenilir bir ekosistem ortaya çıkıyor.